河北省衡水中学2025-2026学年高三年级下学期综合素质评价三物理试卷

这是一份河北省衡水中学2025-2026学年高三年级下学期综合素质评价三物理试卷，共15页。

注意事项：
2025-2026 学年度高三年级下学期综合素质评价三
物理学科
考试时间：75 分钟；试卷满分：100 分
答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
请将答案正确填写在答题卡上
第 I 卷（选择题，共 46 分）
— 、单项选择题：(本题共 7 小题，每道题目 4 分，共 28 分。每个小题只有一项符合要求)
甲、乙、丙、丁四幅教材插图涉及到不同的物理知识，下列说法正确的是（）
甲图中，在薄膜的右侧能够看到明暗相间的条纹，这是薄膜干涉现象 B．乙图中，一个处于第 5 能级的氢原子，最多可以辐射 10 种频率的光 C．丙图中，酱油与右边材料不浸润，它与水银和玻璃之间的关系类似 D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构
如图是以质点 P 为波源的机械波在绳上刚传到质点 Q 时的波形。下列说法正确的是（）
A．Q 点即将开始向下振动
B．P 点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向上
C．若 P 点停止振动，绳上的波会立即消失
D．当波传到 Q 点时，P 点恰好振动了 1 个周期
小区阳台常见的升降式晾衣架如图所示，它由一根轻绳跨过光滑轻质滑轮带动总质量为 m 的晾衣杆部分。现缓慢向上拉动晾衣架至新的平衡位置，此过程中保持绳始终绷直且未与滑轮打滑或脱离。在晾衣架缓慢上移的过程中，下列说法正确的是（ ）
当绳 a 与竖直方向成 60°时，轻绳上的张力大小为 mg
6
轻绳上的张力逐渐减小 C．轻绳上的张力逐渐增大
D．总质量为 m 的晾衣杆部分所受合力逐渐增大
4．2026 年 1 月 2 日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布，我国重大科学工程有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实验证实托卡马克密度自由区的存在，找到突破密度极限的方法，为磁约束核聚变装置高密度运行提供重要的物理依据。其中我国“人造太阳”主要是将氢的同位素氘或氚的核聚变反应释放的能量用来发电，有一种核聚变反应的方程为
2 H 2 H  x 1 n 。已知氘核的质量为m ，比结合能为 E，中子的质量为m ，反应中释放的核能为E ，
11012
光速为 c，下列说法正确的是（）
2
A．反应产物 x 为4 He
B．x 核的质量为 E  m  2m
c221
C．x 的比结合能为 4 E  E
33
D．核聚变需要极高的温度，是为克服核子间的万有引力
如图甲所示，质量分别为 1kg、2kg、3kg 的三个物块 A、B、C 叠放在水平面上，现对物块 B 施加一水平向右的拉力 F，物块 A、B、C 的加速度与水平拉力的关系如图乙（以水平向右为正方向）所示。若物块足够长，物块 A、B 间的动摩擦因数为1 ，物块 B、C 间的动摩擦因数为2 ，物块 C 与地面间的
动摩擦因数为3 ，重力加速度取 g=10m/s2，则下列正确的是（）
μ1=0.2B．μ1=0.3C．μ2=0.3D．μ3=0.4
如下图所示，一束由红、蓝色光组成的复合光，以入射角 θ 从侧面射入均匀透明的长方体玻璃砖，在玻璃内色散成 a、b 两束，在玻璃砖上表面刚好没有光线射出。已知红光的折射率小于蓝光的折射率，则（）
A．b 为红色光束B．全反射临界角C红  C蓝
1  sin2 
玻璃对红光的折射率n 
若缓慢增大 θ，蓝光先从上表面射出
行星 A、B 绕太阳运动的轨迹为椭圆，太阳在椭圆轨道的焦点上，A、B 所受的引力随时间的变化如
图所示，其中t2  2t1 ，行星 A、B 与太阳的距离分别记为 rA、rB。假设 A、B 只受到太阳的引力，下列
叙述正确的是（）
行星 A、B 轨道半长轴之比 2：1
rA 的最大值与 rB 的最大值之比为 4：9
行星 A 与行星 B 的质量之比为 81：32
行星 B 与太阳的连线在任意 t2 时间内扫过的面积均为整个椭圆轨道面积
二 、多项选择题：(本题共 3 小题，每道题目 6 分，共 18 分。每个小题有多个选项符合题目要求。
全选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有选错得 0 分。)
如图所示，真空中位于同一高度的 P、Q 为带电量均为Q 的点电荷，O 点为 P、Q 连线的中点。一可视为质点、带电量为q 的小球从O 点正上方的A 点处由静止释放，A、P 的连线与水平方向夹角  45 ，
A、B 两点关于 O 点对称。若以 O 点为位移零点、竖直向下为正方向、无限远处电势为零，则下列关于小球从 A 点运动到 B 点的过程中，其加速度a 、重力势能 Ep 、机械能 E机 、电势能 E 等随其位移 x 变化的图像中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器 R 的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为 0.设变阻器总电阻为 R，总长度为 l，电源电动势为 E，内阻为 r，限流电阻阻值为 R0，弹簧劲度系数为 k，重力加速度为 g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正确的是（ ）
该电子秤能够称量的物体最大质量为 g
kl
电压表的示数能够达到的最大值为
R0  rE R  R0  r
电压表示数为 U 时，物体的质量为(R0  r)klU
gR(E  U )
电压表示数为 U 时，物体的质量为
R0klU gR(E  U )
如图所示，界线 MN 以下存在一个方向水平的磁场（垂直于纸面向里），取 MN 上一点 O 作为原点，竖直向下建立 y 轴，磁场的磁感应强度 B 随 y 坐标（以 m 为单位）的分布规律为 B=1+y（T）。一边长为 L=1m、质量为 m=0.1kg、电阻 R=2Ω 的正方形金属框 abcd 从 MN 上方静止释放，0.2s 后金属框的 cd 边到达界线 MN，此时给金属框施加一个竖直方向的外力 F，直至金属框完全进入磁场时撤去该外力。已知金属框在进入磁场的过程中电流保持恒定，且金属框运动过程中上下边始终水平、左右边始终竖直， g 取 10m/s2，下列说法正确的是（）
金属框进入磁场的过程中电流大小为 1A
金属框进入磁场的过程经历的时间为 2 s
3
金属框进入磁场的过程中外力 F 做功为 0.35J
金属框完全进入磁场后继续做加速运动，直到速度达到 2m/s 后不再加速
第 II 卷（非选择题，共 54 分）
11．（6 分）某物理兴趣小组采用图甲所示的双缝干涉实验装置，开展光的波长测定实验，实验过程中通过目镜清晰观测到光屏上的干涉条纹。
如图乙所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行的是（）
仅拨动拨杆B．仅旋转单缝
C．仅前后移动凸透镜D．仅旋转毛玻璃处的测量头
实验操作过程中，干涉条纹的形态由图丙①变为图丙②，下列操作中能够实现这一变化的是（）
换用长度更长的遮光筒B．增大单缝到双缝的距离
C．换用间距更小的双缝D．将红色滤光片更换为紫色滤光片
某次测量条纹间距时，因游标卡尺零刻度线标识模糊，采用目镜测量头进行观测，其示数如图丁所示
（箭头所指为游标卡尺与主尺的对齐位置），则该次测量的读数为 mm 。
12．（10 分）一实验小组为了测量一个改装后量程为0 ~ 0.6A 的电流表的内电阻 RA ，设计了以下实验方案，甲图为实验电路图，图中电流表为待测电流表， R0 为定值电阻， R 为电阻箱。
一同学实验步骤如下：闭合开关S ，将电阻箱电阻调至 0 时，电流表读数如图乙所示，读出此时电流
I1  A ； 然后调节电阻箱的阻值至适当值，读出电阻箱阻值 R 和此时电流表的电流 I2 ，忽略电源内阻，则电流表电阻的测量结果 R  （用 I1、I2、R 和 R0 表示）；如果考虑电源内阻，则该测量结果 RA 与真实值比较（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
另外一同学实验步骤如下：闭合开关S ，多次调节电阻箱，读出电阻箱阻值 R 及对应电流表的电流 I ，
作出 1  R 图像如图丙所示，不考虑电源内阻，从图像可知电流表内阻的测量值为；还
I
可测出电源的电动势为（用a、b、R0 表示）。
13．（8 分）如图所示，粗细均匀的 U 形玻璃管，左端封闭，右端开口，竖直放置．管中有两段水银柱 a、 b，长分别为 5cm、10cm，两水银液柱上表面相平，大气压强为 75cmHg，温度为 27℃，a 水银柱上面管中封闭的 A 段气体长为 15cm，U 形管水平部分长为 10cm，两水银柱间封闭的 B 段气体的长为 20cm，给 B 段气体缓慢加热，使两水银柱下表面相平，求此时：
A 段气体的压强；
B 段气体的温度为多少?
14．（13 分）如图，两平行金属导轨由倾角  37 足够长的倾斜部分和水平部分平滑连接而成，水平部分的正方形 abcd 区域内存在竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间变化规律为 B1  0.5t ，倾斜
部分存在方向沿斜面向下、大小 B2  1T 的匀强磁场。质量m  0.1kg ，电阻 R  0.2 的导体棒 ef 锁定于
倾斜轨道上边缘 PQ 处。t  0 时刻，解除锁定，同时对 ef 施加沿斜面向下的拉力，使其以a  5m / s2 的加速度匀加速下滑。已知 ef 始终与导轨垂直且接触良好，与导轨间动摩擦因数  0.5 ，其长度及导轨
间距均为 L  0.2m ，水平导轨电阻不计，倾斜部分每条导轨单位长度电阻r0  0.04 ，重力加速度
g  10m / s2 ， sin37  0.6 。
求回路中感应电动势的大小；
求t  0 时刻拉力的大小；
若前 1s 内流过 ef 的电荷量q  0.08C ，求此过程中拉力的冲量大小；
15．（17 分）如图所示的平面直角坐标系中， x 轴水平向右、 y 轴竖直向上，区域 I 存在平行于 xOy 平
面的匀强电场，场强大小为 E  mg ，区域 II 存在垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为
q
B 3mg ，区域 III 存在竖直向上、场强大小为 E  mg 的匀强电场和垂直于 xOy 平面向外、宽度均为d 、
qv0q
磁感应强度大小依次为 B0、2B0、、nB0 的n 个匀强磁场。在原点O 处将质量为m 、电荷量为q 的小球以
大小为v0 的初速度竖直向上抛出后，小球以速度大小为 3 v 经过 A 点，速度方向与 x 轴正方向相同，
30
之后经过MM 与 x 轴的交点C ，小球第一次经过 NN 时速度方向沿 x 轴正方向。已知 MM 、NN  是相邻区域的边界且均与 x 轴垂直，各区域竖直空间足够大，重力加速度为 g 。
求小球从O 点运动到 A 点过程中合外力的冲量及区域 I 中的电场强度与 x 轴正方向的夹角 ；
求小球经过C 点时的速度大小vC 和在区域 II 运动时最大速度的大小vm ；
若 B0
，求小球在区域 III 运动过程中最大水平位移的大小 x 。
3mv0
2024qd
《2025-2026 学年度高三年级下学期综合素质评价三》参考答案
11．(1)D (2)D (3)10.70
【详解】（1）若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，仅旋转毛玻璃处的测量头即可。
故选D。
（2）A．干涉条纹由图丙 1 变为图丙 2，观察到的条纹数目增加，即条纹间距减小，由公式Δx   l 可
d
知，换用长度更长的遮光筒，条纹间距增大，故A 错误；
B．增大单缝到双缝的距离，可知条纹间距不变，故 B 错误；
C．换用间距更小的双缝，即d 减小，则条纹间距增大，故C 错误； D．红色滤光片换成紫色滤光片，即 变小，则条纹间距减小，故D 正确。故选D。
（3）由图可知，主尺的读数为24 mm ，游标卡尺为 20 分度，故其精确度为 1 mm  0.05 mm
20
则游标卡尺的分度值为1 mm  0.05 mm  0.95 mm
其读数为24 mm 14  0.95 mm  10.70 mm
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
C
C
C
C
B
BC
AC
ACD
12．(1)0.58
（I2  I1）R0  I2 R

偏大
I1I2
(2)
a  R0
a
b
【详解】（1）[1]电流表量程为 0.6A，由图乙所示表盘可知，其分度值为 0.02A，示数为 0.58A；
[2][3]根据欧姆定律有 E  I1 (R0  RA）、 E  I2 (R0  R  RA）
联立可得 R
（I2  I1）R0  I2 R
AI  I
12
根据闭合电路欧姆定律有 E  I1 (R0  r  RA）、 E  I2 (R0  r  R  RA）
联立可得 R
（I2  I1）（R0  r)  I2 R
AI  I
12
可知如果考虑电源内阻，则该测量结果 RA 与真实值比较偏大。
（2）[1]根据欧姆定律 E  I (R0  RA  R)
整理可得 1  1  R  R0  RA
IEE
结合题图可得 1  b ， R0  RA  b
EaE
可得 RA  a  R0
[2]根据欧姆定律 E  I (R0  RA  r  R)
整理可得 1  1  R  R0  RA  r
IEE
结合题图可得 1  b
Ea
可得电源的电动势为 E  a
b
13．（1）80cmHg（2）375K
【分析】（1）根据液面的位置求解气体内部压强的值；（2）找到气体的状态参量，然后结合盖吕萨克定律求解气体的温度.
【详解】（1）加热后，当 b 水银柱向上移动到两水银柱下表面相平时，B 段气体压强
pB=p0+10cmHg=85cmHg；
A 段气体的压强为 pA=pB-5cmHg=80cmHg
（2）给 B 段气体缓慢加热时，B 段气体发生的是等压变化，则 a 水银柱处于静止状态，当 b 水银柱向
2
上移动到两水银柱下表面相平时，设此时 B 段气体的温度为 T ，则 L1S  L2 S
式中 L1=20cm，L2=25cm解得T2=375K 14．(1)0.02V
0.31N
0.308N  s
B  L2
T1T2
【详解】（1）回路中感应电动势 E  1
t
其中B1  0.5T / s
t
解得 E  0.02V
t  0 时刻感应电流 I0
 E  0.1A
R
根据楞次定律可知，电流方向由 e 指向 f，对 ef 进行分析，根据牛顿第二定律有
F0  mgsin   mgcs  B2I0L  ma
解得 F0  0.31N
导体棒 ef 在 1s 末速度v  at1
对 ef 进行分析，前 1s 内，根据动量定理有 IF  mg sin  t1   mg cs  B2 ILt1  mv
其中q  It1
解得 IF  0.308N s
15．(1) 2 3 mv ， 30
30
21 v ， 3v
300
505 d
8
【详解】（1）设小球从O 到 A 速度变化量为v ，由平行四边形定则得矢量三角形如图所示
v 的大小为v 
 2 3 v ，设v 与 y 轴负方向夹角为 ，有
v2  v2
0A
30
tan   vA 3
v03
解得  30
由动量定理可知，该过程合外力的冲量 I  mv
解得 I  2 3 mv ，方向与 y 轴负方向夹角  30
30
对小球受力分析，水平方向有qE cs  max
竖直方向有mg  qE sin  may
设小球从O 到 A 经历的时间为t ，则ax
 vA ，a
ty
 v0 t
x
联立解得电场强度与 x 轴正方向的夹角  30，a 
3 g，a
2y
 3 g
2
依题意，小球从O 到 C 所用时间为2t ，则小球在 C 点时水平方向的分速度vCx  ax  2t ，则小球经
过C 点时的速度大小v


21 v
v2  v2
0Cx
v  2a t
2
0

x

2
C30
根据配速法，给小球配一个水平向右的速度v1 ，大小满足qv1B  mg
可得v  3 v
13 0
设v2 与v1 等大反向，v2 与vC 的合速度为v3 ，则小球的运动可看成以速度大小为v3 的匀速圆周运动和速度大小为v1 的匀速直线运动的合运动，如图所示
根据几何关系可得v


 2 3 v
v  v
2
0Cx2

 v

2
v  2a t
2
0

x1
 v

2
330
可知当v3 与v1 方向相同时，在区域 II 运动时的速度最大，为vm  v1  v3  3v0
小球在区域 III 运动，由于qE  mg 可知，电场力与重力刚好平衡，则小球在每个磁场中相当于只受洛伦兹力作用，由于洛伦兹力总不做功，则小球的速度大小保持不变，当小球的速度刚好为竖直方向时，此时小球在区域 III 中运动的水平位移最大。
小球经过第 1 个磁场，沿竖直方向，根据动量定理可得 Fy1t   qB0vx1t  qB0d  mvy1  0
同理可得小球经过第 2 个磁场，沿竖直方向，根据动量定理可得
Fy 2t  q  2B0vx 2t  2qB0d  mvy 2  mvy1
小球经过第 3 个磁场，有3qB0d  mvy3  mvy 2 
小球经过第n 个磁场，有nqB0d  mvyn  mvyn1
则小球经过n 个磁场后，竖直方向有qB0d (1 2  33  n)  mvyn  0
3v0
可得v (n  1)n  qB0d  (n  1)n n  1, 2, 33

yn2m
22024
当n  63 时，可得v 2016 3 v  v
当n  64 时，可得v
y 63
20240m
 2080 3 v  v
y 64
20240m
可知小球在第 64 个磁场中的某处，速度方向变为竖直方向，设此时在第 64 个磁场中沿水平方向通过的位移为 x0 ，则有64qB0 x0  mvm  mvy63
解得 x  d
08
故小球在区域 III 运动过程中最大的水平位移为 x  63d  d  505 d
88